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传统研究认为，一个人失去视力，或者天生失明，其大脑中专门处理视觉的视觉皮层就会被重新连接以处理声音，允许个人使用一种“回声定位”的形式来“导航”杂乱的房间。另一个常见的例子是中风患者，患者由于患病初期无法移动四肢，大脑会利用其他区域，使他们能够重新获得控制权。

2023年11月21日，剑桥大学的Tamar Makin 教授和约翰·霍普金斯大学John Krakauer教授及其所在的研究团队在eLife上发表了题为“Against cortical reorganisation”的文章，该研究指出：大脑在应对损伤或缺陷时可以自我重组，并将特定区域重新用于新功能，这一观点尽管在科学教科书中经常被引用，但从根本上是有缺陷的。相反，研究人员认为，那只是大脑被训练使用已经存在但潜在的能力，大脑没有能力“重组”自身来补偿视力丧失，截肢或中风的能力。

“我们的大脑具有惊人的自我重组和重组能力，这个想法很有吸引力。它给我们带来了希望和魅力，尤其是当我们听到盲人发展出几乎超人的回声定位能力，或者中风幸存者奇迹般地恢复了他们认为自己已经失去的运动能力的时候。这个想法超越了简单的适应或可塑性——它意味着对大脑区域的大规模重新利用。但是，尽管这些故事很可能是真的，但其实际上是错误的”

本研究中，研究者探讨了 10 项开创性研究，这些研究旨在展示大脑的重组能力。然而，他们认为，虽然这些研究确实显示了大脑适应变化的能力，但它并没有在以前不相关的领域创造新的功能，而是利用了自出生以来就存在的潜在能力。

例如，由加州大学旧金山分校的Michael Merzenich教授在1980年代进行的研究中观察了一只手失去手指时会发生什么。手在大脑中具有特定的表征，每个手指似乎都映射到特定的大脑区域。Merzenich认为，移除食指后，大脑先前分配给这根手指的大脑区域被重新分配，以处理来自相邻手指的信号，换句话说，大脑已经根据感觉输入的变化重新连接了自己。但本研究中，研究者认为，事实并非如此，他自己的研究提供了另一种解释。

在 2022 年发表的一项研究中，Makin 使用神经阻滞剂暂时模仿了她的受试者截肢食指的效果。她表明，即使在截肢之前，来自相邻手指的信号就映射到对食指“负责”的大脑区域——换句话说，虽然这个大脑区域可能主要负责处理来自食指的信号，但它并不是唯一的一一对应关系。截肢后发生的所有事情是：来自其他手指的现有信号在这个大脑区域被“拨通”。

来自剑桥大学医学研究委员会（MRC）认知和脑科学部门的Makin说：“大脑适应损伤的能力并不是为了完全不同的目的而征用新的大脑区域。这些脑区并没有开始处理全新的信息类型。甚至在截肢之前，其他手指的信息就已经在被检查的大脑区域中得到了，只是在最初的研究中，研究人员并没有注意到它，因为它比即将截肢的手指信号更弱。”

重组论点的另一个令人信服的反例是在一项对先天性耳聋猫的研究中，它们的听觉皮层——大脑中处理声音的区域——似乎被重新用于处理视觉。但是当他们被植入人工耳蜗时，这个大脑区域立即再次开始处理声音，这表明大脑实际上没有重新连接。

初级视觉皮层的眼优势不是绝对的

在检查其他研究时，Makin和Krakauer没有发现令人信服的证据表明，天生失明的人的视觉皮层或中风幸存者未受伤的皮层曾经发展出一种并不存在新的功能。

例如，Makin 和 Krakauer 并没有否认盲人能够纯粹根据听力导航的故事，或者经历过中风的人恢复运动功能的故事。相反，他们认为，大脑不是完全重新利用区域来完成新任务，而是在增强或修改其预先存在的结构，并且通过重复和学习来做到这一点。

腹侧枕颞叶皮层中自然物体类别的表征结构在视力和盲人参与者之间是不变的

他们认为，了解大脑可塑性的真实性质和局限性至关重要，这对于为患者设定切合实际的期望以及指导临床从业者的康复方法都至关重要。

Makin补充说：“这个学习过程证明了大脑具有非凡但有限的可塑性能力。快速释放隐藏的大脑潜力或利用大量未使用的储备的想法与其说是现实，不如说是一厢情愿的想法。这是一个缓慢的、渐进的旅程，需要坚持不懈的努力和练习。认识到这一点有助于我们理解每个恢复故事背后的辛勤工作，并相应地调整我们的策略。”

“很多时候，大脑的重新连接能力被描述为'奇迹'，但我们是科学家，我们不相信魔法。我们看到的这些惊人行为植根于努力工作、重复和训练，而不是大脑资源的神奇重新分配。”

参考文献

Tamar R Makin, John W Krakauer(2023) Against cortical reorganisation eLife 12:e84716. https://doi.org/10.7554/eLife.84716

资讯来源

https://medicalxpress.com/news/2023-11-brains-rewire-scientists.html

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编译：展琳琳

校审：李   杰

全文完

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